【文章內(nèi)容簡介】 有：：3V32V：最大100nA（LM324A）。 反相交流放大器可代替晶體管進(jìn)行交流放大，電路無需調(diào)試。放大器采用單電源供電，由RR2 組成1/2V+偏置，C1 是消振電容。放大器電壓放大倍數(shù)Av 僅由外接電阻Ri、Rf 決定：Av=Rf/Ri。負(fù)號表示輸出信號與輸入信號相位相反。按圖中所給數(shù)值，Av=10。此電路輸入電阻為Ri。一般情況下先取Ri 與信號源內(nèi)阻相等，然后根據(jù)要求的放大倍數(shù)在選定Rf。Co 和Ci 為耦合電容。由LM324組成的基本的反相交流放大電路如圖 10所示 圖10 LM324作反相放大器 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊采集到的電壓信號送到ADC0809芯片的IN0口，處理后的電流信號送到IN1口 ，由MCU AT89C51送選通信號進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換后把轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量再送到主芯片中去進(jìn)行處理，得到功率值，最后把需要的數(shù)字量用數(shù)碼管顯示出來，如圖11。 圖11 ADC0809 A/D轉(zhuǎn)換芯片由于需要由數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)很多，如果用AT89C51的輸出端口對數(shù)碼管一個一個進(jìn)行控制靜態(tài)顯示的話，芯片的端口明顯不夠，所以使用LED動態(tài)掃描顯示以節(jié)約單片機(jī)的輸出端口并且使電路更簡潔。本設(shè)計中選用的是單片機(jī)的P0口作數(shù)碼管的顯示輸出，P2口作為對數(shù)碼管的選通如圖13。如圖12所示為八段LED顯示器的結(jié)構(gòu)示意圖，從圖中可以看出，一個八段LED由8個發(fā)光二極管組成。其中7個長條形的發(fā)光管排列成“日”字形，另一個小圓點(diǎn)形的發(fā)光管在顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點(diǎn)用。圖12 數(shù)碼管各段名稱數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機(jī)對位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。 圖13 AT89C51及數(shù)碼干顯示電路 5 所需工具軟件 Keil C51開發(fā)系統(tǒng)基本知識 Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。L51是Keil C51軟件包提供的連接/定位器，其功能是將編譯生成的OBJ文件與庫文件連接定位生成絕對目標(biāo)文件(.ABS)，源程序的多個模塊分別經(jīng)C51與A51編譯后生成多個OBJ文件，連接時，這些文件全列于目標(biāo)文件列表中，作為輸入文件，如果還需與庫文件(.LiB)相連接，則庫文件也必須列在其后。outputfile為輸文件名，缺少時為第一模塊名。連接控制指令提供了連接定位時的所有控制功能。Commandfile為連接控制文件，其具體內(nèi)容是包括了目標(biāo)文件列表，庫文件列表及輸出文件、連接控制命令，以取代第一種繁瑣的格式，由于目標(biāo)模塊庫文件大多不止1個，因而第2種方法較多見，這個文件名字也可由使用者隨意指定。 圖14為C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，uVision2是keil c的Windows集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件；然后分別由C51或A51編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.OBJ)；目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對目標(biāo)文件(.ABS)；ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件，以供調(diào)試器dScope51使用進(jìn)行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。[21]圖14 C51工具包整體結(jié)構(gòu)圖 仿真軟件proteus軟件介紹Proteus軟件是來自英國Labcenter electronics公司的EDA工具軟件。 Proteus軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，除了其具有和其它EDA工具一樣的原理布圖、PCB自動或人工布線及電路仿真的功能外，其革命性的功能是，他的電路仿真是互動的，針對微處理器的應(yīng)用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實(shí)現(xiàn)軟件源碼級的實(shí)時調(diào)試，如有顯示及輸出，還能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等，您不需要別的，Proteus為您建立了完備的電子設(shè)計開發(fā)環(huán)境！尤其重要的是Proteus Lite Proteus專業(yè)版也非常便宜，人人用得起，對高校還有更多優(yōu)惠。 Proteus組合了高級原理布圖、混合模式SPICE仿真,PCB設(shè)計以及自動布線來實(shí)現(xiàn)一個完整的電子設(shè)計系統(tǒng)。此系統(tǒng)受益于15年來的持續(xù)開發(fā),被《電子世界》在其對PCB設(shè)計系統(tǒng)的比較文章中評為最好產(chǎn)品—“The Route to PCB CAD”。Proteus 產(chǎn)品系列也包含了我們革命性的VSM技術(shù),用戶可以對基于微控制器的設(shè)計連同所有的周圍電子器件一起仿真。用戶甚至可以實(shí)時采用諸如LED/LCD、鍵盤、RS232終端等動態(tài)外設(shè)模型來對設(shè)計進(jìn)行交互仿真?？梢酝耆赓M(fèi)，也可以花微不足道的費(fèi)用注冊達(dá)到更好的效果；功能最強(qiáng)的。6 程序流程圖 圖15 整個程序流程圖7　軟件設(shè)計　主程序主程序主要完成系統(tǒng)硬件電路的初始化, 設(shè)置堆棧指針, 定時器工作方式0, 外部中斷方式0, 電壓、電流值的獲取,功率值實(shí)現(xiàn)處理子程序。　中斷處理子程序中斷處理子程序有外部中斷INT0 處理子程序和定時器T0處理子程序。外部中斷INT0處理子程序用于檢測A/D 轉(zhuǎn)換是否結(jié)束, 定時器T0處理子程序是產(chǎn)生時間溢出中斷。 開機(jī)初始化本模塊對有關(guān)的硬件進(jìn)行初始化,如顯示器的設(shè)置,AT89S51內(nèi)部各個功能部件的設(shè)置,同時還應(yīng)對程序變量進(jìn)行設(shè)置. 時分采樣先測量電壓值，然后再測出電流值，為了使測量值精度高,采用每10M秒測量一次,測量速度受微處理芯片限制。測量定時器采用芯片內(nèi)部軟件定時器,軟件定時器每10 ms 中斷一次,系統(tǒng)時鐘也由它產(chǎn)生,它還可以做定時器T0溢出標(biāo)志清除使用。 測量U( k) 和I( k) 本模塊由信號的周期和A/ D 的轉(zhuǎn)換時間計算出在信號的一個周期內(nèi)A/ D 采樣對數(shù)(N) ,然后對輸入信號進(jìn)行采樣,邊采樣邊計算。值得注意的是:8097 的A/D 轉(zhuǎn)換時間要大于22μs。由于ADC0809八路A/ D 轉(zhuǎn)換器不能同時采樣,因此采樣后的電壓序列和電流序列有一個微小的相位差,然后當(dāng)信號頻率小于100 Hz 時且測量精度為015 級時,它不會造成很大影響。[20] 計算參數(shù)即計算電壓、